等电子体的概念是什么?

动漫k2023-02-03  36

等电子体是指价电子数和原子数(氢等轻原子不计在内)相同的分子、离子或原子团。有些等电子体化学键和构型类似。可用以推测某些物质的构型和预示新化合物的合成和结构。

运用等电子原理预测分子或离子的空间构型时,不能简单的认为价电子数相等的两种微粒即为等电子体,必须注意等电子体用于成键的轨道具有相似性。可采用同族元素互换法、价电子迁移法、电子-电荷互换法判断等电子体。

等电子原理

具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子具有相同的结构特征,这一原理称为等电子原理,满足等电子原理的分子、离子或原子团称为等电子体。

等电子原理中所讲的“电子数相等”既可以是指总电子数相等(如CO和N2,均为14),也可以是指价电子数相等(如N2和CN-,均为10)。因而互为等电子体的微粒可以是分子,也可以是离子。

注意的是,等电子原理中所指的“原子数相等”通常指的是重原子(原子序数≥4)个数相等;若按价电子数相等计数时,此时价电子总数包括重原子(原子序数≥4)提供的价电子以及轻原子(H、He、Li)用来与重原子成键的电子,如N2和C2H2互为10电子体,其中,C2H2的价电子数就包括两个H原子与C原子形成C-H键的电子。

此外, “结构相似”也是针对重原子而言。因此,等电子原理也可以理解为:重原子数相等,总电子数相等的分子或离子,重原子的空间构型通常具有相似性。

名 称::等电子体英文名称:isoelectronic species说明:指价电子数和原子数(氢等轻原子不计在内)相同的分子、离子或基团。有些等电子体化学键和构型类似。可用以推测某些物质的构型和预示新化合物的合成和结构。例如,N2、CO和NO+互为等电子体。它们都有一个σ键和两个π键,且都有空的反键π*轨道。根据金属羰基配位化合物的大量存在,预示双氮配位化合物也应存在,后来果真实现,且双氮、羰基、亚硝酰配位化合物的化学键和结构有许多类似之处。又如BH-和CH基团互为等电子体,继硼烷之后合成了大量的碳硼烷,且CH取代BH-后结构不变.定义具有相同的通式——AXm,而且价电子总数相等的分子或离子具有相同的结构特征,这个原理称为等电子体原理例子CO2、SCN-、NO2+、N3-具有相同的通式,并且价电子总数都为16,都为直线型结构。CO32-、NO3-、SO3具有相同的通式,并且价电子数都为24,都为平面三角形结构。SO2、O3、NO2-具有相同的通式,总价电子数都为18,都为平面V形结构。SO42-、PO43-具有相同的通式,总价电子数为32,都为正四面体结构。PO33-、SO32-、ClO3-具有相同的通式,总价电子数为26,都为三角锥结构。核外电子总数为2个电子的微粒:He、H-、Li+ 、Be2+核外电子总数为10个电子的微粒:Ne、HF、H2O、NH3、CH4 (分子类)Na+ 、Mg2+ 、Al3+ 、NH4+ 、H3O+ (阳离子类)N3-、O2-、F-、OH-、NH2-(阴离子类)核外电子总数及质子总数均相等的粒子:Na+、NH4+ 、H3O+ (11个质子、10个电子)F-、OH-、NH2-(9个质子、10个电子)Cl-、HS-(17个质子、18个电子)N2、CO、C2H2、HCN(14个质子、14个电子)所谓等电子体是指一类分子或离子,组成它们的原子数相同,而且所含的价层电子数相同,则它们互称为等电子体.


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